Sistem Operasi 7

1. Sistem Operasi 7 “Deadlock”

2. Deadlock • Jika proses 1 sedang menggunakan sumber daya 1 dan menunggu sumber daya 2 yang ia butuhkan, sedangkan proses 2 sedang menggunakan sumber daya 2 dan menunggu sumber daya 1 • Atau dengan kata lain saat proses masuk dalam status menunggu, ia tidak akan pernah selesai menunggu sebab sumber daya yang dibutuhkan sedang digunakan oleh proses lain yang sedang menunggu pula • Pada satu jalan yang memungkinkan hanya satu arah yang berjalan • Setiap jalan bisa dianggap sebagai sumber daya • Saat deadlock terjadi hanya bisa diatasi jika salah satu mobil mundur, dalam hal ini butuh sumber daya yang direalokasikan • Bahkan beberapa mobil harus mundur jika deadlock terjadi • Pada kasus ini juga bisa terjadi “kelaparan”, yaitu ada proses yang tidak terlayani

3. Deadlock

4. System Model • Resource types R1, R2, . . ., Rm CPU cycles, memory space, I/O devices • Each resource type Ri has Wi instances. • Each process utilizes a resource as follows: • request • use • release

5. Jenis Resource • Preemptable: masih boleh diambil dari proses yg sedang memakainya tanpa memberi efek apapun pada proses tersebut • Contoh: memory • Non preemptable: tidak boleh diambil dari proses yg sdg memakainya. • Contoh: printer • Ada potensi menyebabkan deadlock • Ilustrasi: memory dan printer

6. Penyebab Deadlock • Mutual Exclusion: satu proses satu sumber daya • Hold and Wait: proses yang memegang sumber daya masih bisa meminta sumber daya lain • No Preemption: sumber daya yang sedang digunakan oleh suatu proses tidak bisa sembarangan diambil dari proses tersebut, melainkan harus dilepaskan dengan sendirinya oleh proses. • Circular Wait: setiap proses menunggu sumber daya dari proses berikutnya yg sedang dipakai oleh proses lain.

7. Resource-Allocation Graph himpunan vertices V dan himpunan edges E. • V dipartisi kedalam 2 tipe: • P = {P1, P2, …, Pn}, kumpulan proses. • R = {R1, R2, …, Rm}, kumpulan resource. • request edge – directed edge P1  Rj • assignment edge – directed edge Rj Pi

8. Resource-Allocation Graph • Process • Resource Type with 4 instances • Pirequests instance of Rj • Pi is holding an instance of Rj Pi Rj Pi Rj

9. Example of a Resource Allocation Graph

10. Example of a Resource Allocation Graph with deadlock There is closed-cycle P1 -> R1 -> P2 -> R3 -> P3 -> R2 -> P1 P2 -> R3 -> P3 -> R2 -> P2 • P1, P2, dan P3 akan deadlock • P2 menunggu R3 yg dibawa P3 • P3 menunggu P1 atau P2 untuk membebaskan R2 • P1 menunggu P2 untuk melepaskan R1

11. Graph With A Cycle But No Deadlock There is closed-cycle P1 -> R1 -> P3 -> R2 -> P1 P4 dapat melepaskan R2 dan kemudian R2 akan dialokasikan ke P3

12. Basic Facts • If graph contains no cycles  no deadlock. • If graph contains a cycle  • if only one instance per resource type, then deadlock. • if several instances per resource type, possibility of deadlock.

13. Handling Deadlock • Memakai protokol untuk memastikan tidak akan pernah mengalami deadlock • Deadlock Avoidance => memerintahkan pada sistem operasi untuk memberi informasi tentang operasi mana yang bisa dan perlu dilaksanakan (keadaan aman). Selain itu bisa juga menggunakan algoritma bankir • Deadlock Prevention => memastikan bahwa keadaan yang penting tidak bisa menunggu • Membiarkan sistem memasuki waktu deadlock, mendeteksinya, dan memperbaikinya • Algoritma mendeteksi deadlock • Algoritma memperbaiki deadlock • Mengabaikan masalah deadlock, dan menganggap bahwa deadlock tidak akan pernah terjadi lagi

14. Pencegahan (Deadlock Avoidance) • Caranya adalah mencegah adanya deadlock dengan memberikan informasi tambahan ttg resource yg dibutuhkan • Banyaknya resource yg tersedia • Banyaknya resource yg dialokasikan • Dan maksimum resource yg dibutuhkan proses

15. Mengatasi (Deadlock Prevention) • Mutual Exclusion: yaitu dengan cara tidak berbagi data dengan proses lain atau dengan kata lain menyediakan data sendiri • Hold and Wait: penggunaan resource diperbolehkan jika semua sumber daya yang diperlukan tidak digunakan oleh proses lain • Sblm suatu proses memakai resource, dia hrs melepaskan resource yg dibawanya • No Preemptive: jika suatu proses meminta resource, dan blm bs dipenuhi, maka proses tersebut hrs membebaskan resourcenya dulu • Circular Wait: Setiap kebutuhan total didata terlebih dahulu • Memberi nomor urut pada tiap resource, dan tiap proses hanya boleh menggunakan resource secara berurutan

16. Basic Facts If a system is in safe state  no deadlocks If a system is in unsafe state  possibility of deadlock Avoidance  ensure that a system will never enter an unsafe state.

17. Safe State • Saat sistem meminta izin untuk mengambil sumber dayanya, sistem operasi harus memastikan bahwa ia dalam kondisi aman • Sistem dalam kondisi aman jika seluruh sistem dapat berjalan tanpa terancam kekurangan sumber daya atau deadlock

18. Avoidance algorithms Single instance of a resource type Use a resource-allocation graph Multiple instances of a resource type Use the banker’s algorithm

19. Resource-Allocation Graph Scheme • Claimed Edge Pi → Rj yang menggambarkan ada proses Pi yg mungkin akan meminta sumber daya Rj; • Mirip dgn request edge tapi dgn garis putus-putus. • Claimed Egde diubah menjadi Request Edge ketika ada proses yang memerlukan sumber daya. • Ketika suatu sumber daya dilepaskan oleh suatu proses, assigment edge akan diubah menjadi claimed edge lagi. • Sumber daya harus dinyatakan sebagai “a priori” dalam suatu sistem.

20. Resource-Allocation Graph Request edge Request edge Claimed edge Claimed edge

21. Unsafe State In Resource-Allocation Graph Request edge Request edge Request edge Claimed edge

22. Banker’s Algorithm • Multiple instances. • When a process requests a resource it may have to wait. • Setiap proses yang masuk harus memberitahu berapa banyak sumber daya maksimum yang dibutuhkan • Setelah itu sistem mendeteksi apakah sumber daya yang dibutuhkan memang bisa dijalankan dalam kondisi aman • Jika ya, maka sistem akan melepaskan sumber dayanya untuk digunakan • Jika tidak, maka proses harus menunggu hingga sumber dayanya cukup

23. Data Structures for the Banker’s Algorithm Available: Vector of length m yg menunjukkan resource-resource yg tersedia Max: n x m matrix. Yg mendefinisikan maksimum permintaan untuk masing2 proses Allocation: n x m matrix. Yg menunjukkan jumlah resource yg dialokasikan untk masing2 proses Need: n x m matrix. Yg menunjukkan sisa resource yg dibutuhkan oleh tiap2 proses. Need [i,j] = Max[i,j] – Allocation [i,j] Let n = jumlah proses, and m = jumlah resource

24. Safety Algorithm 1.Let Work and Finishbe vectors of length m and n, respectively. Initialize: Work = Available Finish [i] = false for i = 0, 1, …, n- 1 2. Find and i such that both: (a) Finish [i] = false (b) Needi Work If no such i exists, go to step 4 3. Work = Work + AllocationiFinish[i] = truego to step 2 4. If Finish [i] == true for all i, then the system is in a safe state

25. Ex of Banker’s Alg

26. Ex of Banker’s Alg (2)

27. Cara Perhitungan • P1 (1,2,2) < (3,3,2) => (3,3,2) + (2,0,0) = (5,3,2) • P3 (0,1,1) < (5,3,2) => (5,3,2) + (2,1,1) = (7,4,3) • P4 (4,3,1) < (7,4,3) => (7,4,3) + (0,0,2) = (7,4,5) • P2 (6,0,0) < (7,4,5) => (7,4,5) + (3,0,2) = (10,4,7) • P0 (7,4,3) <(10,4,7) => (10,4,7) + (0,1,0) = (10,5,7) • Safe! • Jika P1 meminta 1 lagi resource A dan 2 resource C, maka request_1 = (1,0,2)

28. Resource-Request Algorithm for Process Pi

29. Cara Perhitungan • P1(1,0,2) < P1(1,2,2) = OK • P1(1,0,2) < Avail(3,2,2) = OK • Avail = (3,3,2) – (1,0,2) = (2,3,0) • Allocation P1 = (2,0,0) + (1,0,2) = (3,0,2) • Need P1 = (3,2,2) – (3,0,2) = (0,2,0) • Kemudian periksa <P1,P3,P4,P0,P2> = Safe

30. Example

31. Kelemahan Algoritma Banker • Proses2 blm tahu brp jml maks resource yg dibutuhkan • Jml proses tidak tetap setiap saat • Bbrp resource dpt diambil dr sistem sewaktu2, walau secara teori ada, namun kenyataannya tidak ada • Contoh : portable storage • Algoritma mengingikan untuk memberikan semua permintaan sehingga wkt tak terbatas

32. Pencegahan (Deadlock Avoidance) • Mengabaikan adanya deadlock dan menganggap keadaan deadlock tidak pernah terjadi ( Algoritma Ostrich ) • Secara sederhana algoritma ini dapat dikatakan abaikan deadlock seakan-akan tidak ada masalah apapun dengannya • Algoritma ini disadur oleh Sistem Operasi Unix, meskipun memerlukan biaya yang cukup besar untuk mengatasi sebuah deadlock

33. Deadlock Detection Algorithm • Menggagalkan semua proses yg deadlock • Membackup dan merestart semua proses yg deadlock • Menggagalkan semua proses yg deadlock secara berurutan sampai tidak ada yg deadlock • Mengalokasikan resource secara berurutan sampai tidak ada deadlock

34. Keluar dari Deadlock • Kriteria mematikan program: • Yang memiliki waktu telah berjalan terkecil • Yang jumlah outputnya sedikit • Yang memiliki sisa waktu eksekusi tersbesar • Yang menggunakan total sumber daya terkecil • Yang memiliki prioritas terkecil • Yang merupakan proses batch • Setelah dimatikan, resource perlu dikembalikan! • Data pada program yg dimatikan jg harus dirollback!

35. NEXT • Main Memory